个体化呼气末正压滴定方法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用进展

刘冉，苏珍，高鹏飞，刘海林

南京医科大学附属淮安第一医院麻醉科，江苏淮安223300

术后肺部并发症（PPC）包括肺部感染、肺不张、呼吸衰竭、气胸、吸入性肺炎、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等。在全麻手术后，PPC十分常见，即使是轻度的PPC也可能导致患者住院时间延长、住院费用增加，甚至造成患者术后病死率增加。有研究显示，PPC是胸外科手术术后非计划性重症监护住院和死亡的主要原因［1］。传统的肺保护通气策略包括小潮气量、低吸入氧浓度以及合理的呼气末正压（PEEP）等，在一定程度上可以减轻肺损伤，从而减少PPC的发生［2］。合理的PEEP是肺保护通气策略中重要的组成部分，其可以增加功能残气量，使肺泡在呼气末不易闭合，增加呼气末肺容量，减少肺内分流从而改善氧合和肺顺应性，降低术后肺不张的发生率［3］。胸外科手术患者由于存在个体差异，其呼吸系统顺应性存在差异。在这种情况下，固定的PEEP可能使某些患者肺过度扩张，也可能使某些患者肺通气不足。目前PEEP的应用没有明确指南，如何设置合理的PEEP仍存在争议。GATTINONI等［4］认为，PEEP的设定应尽可能保持肺的最佳弹性与顺应性，最大程度减少肺内分流保证氧合，减少死腔通气量并且保持最佳的右心室功能，同时避免由于过高的PEEP使肺过度扩张造成炎症反应、气压伤及血流动力学波动。随着医学技术的发展，目前临床上可以根据影像学或某些呼吸参数针对不同患者进行个体化PEEP滴定，如最佳顺应性法、压力—容积（PV）曲线法、驱动压法、跨肺压法、电阻抗断层成像（EIT）法等。现就个体化PEEP滴定方法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用进展作一综述，以期为胸外科手术中肺保护通气策略的优化提供参考。

1 最佳顺应性法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用

肺顺应性是指单位压力下肺容积的改变，代表了胸腔压力改变对肺容积的影响。当PEEP使呼气末压力接近患者静态肺顺应性曲线的拐点时，氧合有可能得到改善。相反，如果呼气末压力增加超过拐点，氧合有可能恶化。因此，以肺顺应性为目标进行个体化PEEP滴定可以保持肺的最佳弹性与氧合［5］。RUSZKAI等［6］将最高静态呼吸系统顺应性对应的PEEP水平作为最佳PEEP，发现该滴定方法能够改善患者氧合，并且没有显著的临床血流动力学改变。动态肺顺应性反映了气道阻力和顺应性的双重变化，目前临床上更多采用动态顺应性进行PEEP滴定。LI等［7］在患者胸部手术单肺通气期间采用最高动态肺顺应性对应的PEEP水平作为最佳PEEP，发现顺应性滴定的个体化PEEP可以更好地改善肺不张，且对术中呼吸力学、氧合参数及炎症反应均有良好的影响。顺应性法作为一种可以直接由呼吸机读取参数的方法，操作简单快捷，术中患者的正常通气不受到影响；但肺顺应性法难以反应肺通气的情况，对于术前存在肺损伤的患者，其准确率及成功率还有待提高。

2 PV曲线法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用

PV曲线能够反映单位压力下肺容积的变化，临床上一般采用静态PV曲线来滴定PEEP。当吸气开始时，肺的顺应性较差，打开肺泡的压力增长较快；随着肺泡打开，肺的顺应性增加，需要的压力变小，此时出现下拐点，通常认为下拐点是肺泡开始复张时对应的肺内压力［8］。董兰等［9］在肥胖患者妇科腹腔镜手术中发现，在PV曲线指导下进行PEEP滴定的肺保护通气策略更有利于维持患者的动态肺顺应性和术中氧合。需要注意的是，临床中机械通气时描记的PV曲线不能直接用来设定最佳PEEP，因为此时PV曲线反映的是动态的肺泡压力容积变化，其中的气道压力受到了气道阻力和顺应性的双重影响，不能准确反映肺泡压力和容积之间的关系。理论上的静态PV曲线较难获得，临床上通常使用恒定低流速法测定的PV曲线代替静态PV曲线。该方法耗时较长，获得的曲线准确度取决于呼吸系统达到稳态的时间，但一部分患者并不容易找到下拐点，限制了其临床应用。

3 驱动压法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用

驱动压是促使肺泡开放的压力，以潮气量与呼吸系统顺应性的比值来表示。在容量控制的情况下，对于全身麻醉下失去自主呼吸的患者而言，驱动压可以计算为平台压减去PEEP。AMATO等［10］分析了9项研究中3 562例ARDS患者的个体数据，发现在多个参数中驱动压与患者生存率的相关性最强，而潮气量、PEEP与患者生存率没有独立相关性，只有当二者引起驱动压降低时才与患者生存率相关。PARK等［11］在一项纳入292例胸外科患者的随机对照研究中发现，与常规肺保护通气策略比较，单肺通气时应用驱动压力引导设置个体化PEEP能够降低PPC发生率。在这项研究中，驱动压组和肺保护组驱动压的中位数只相差1 cmH2O，提示驱动压的微小变化也可能引起临床结果不同，这更加体现了个体化设置PEEP的必要性。YU等［12］报道，在接受肺切除手术患者中，应用滴定至最低驱动压的PEEP时，术后3 d内PPC发生率显著降低，但术后7 d内PPC发生率没有显著改善，且这种保护作用仅发生在通气侧肺。滴定PEEP可以通过在肺复张后进行PEEP增量或减量滴定，两种方法均可以改善术中氧合，但减量滴定PEEP对于降低驱动压以及改善氧合更有益，且这种优势在驱动压较高的患者中更加明显［13］。由于应用的便利性，驱动压指导PEEP滴定是目前研究的热点，但在实际应用中也存在缺陷。比如在单肺通气过程中，由于内源性PEEP的存在和胸壁扩张的影响，以及在生理或病理等情况下胸壁顺应性下降，此时的驱动压不能完全反映肺应力，因此单纯使用驱动压进行PEEP滴定可能无法达到最佳效果。

4 跨肺压法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用

跨肺压是指肺实际膨胀的压力，是气道开口与胸膜表面压力的差值。由于不同患者存在高度可变的胸壁特性，从气道压力和呼吸系统总顺应性来选择PEEP和潮气量可能导致部分患者PEEP水平过高，所以单纯控制气道压力来滴定PEEP可能不够充分。使用跨肺压法设置PEEP可以更加个性化的进行呼吸道管理，避免压力过高或过低造成潜在的危害［14］。在临床实践中，由于胸腔内的实际压力不能测量，常通过测量食管压力来估算跨肺压，采用特殊的气囊连接压力传感器，将气囊置于食管下1/3处，以此来获得食管压力。这种方法需要特定的设备，操作复杂，且在胸外科食管手术中放置在食管下端的气囊影响手术操作，因此阻碍了这种测压方式在食管手术中的应用。近期有学者发现，一种阶梯PEEP（PSM）法可以用于确定肺弹性以及跨肺压。STENQVIST等［15］认为，呼气末肺容积（EELV）变化由PEEP变化除以肺弹性决定，因此可得肺弹性=ΔPEEP/ΔEELV，同时呼气末跨肺压的增加可以计算为呼气末肺容积变化乘以肺弹性。通过对比发现，PSM法与食管测压获得的跨肺压一致性较高，利用这种方法可以在不测量食管压力的情况下计算跨肺压，通过计算得到最低跨肺压，从而确定最佳PEEP，扩大了跨肺压的应用范围。王悠然等［16］报道，心脏瓣膜置换术患者在体外循环停机后，早期应用PSM滴定的PEEP通气可降低PPC的发生率。使用跨肺压确定PEEP不但可以防止肺泡塌陷、改善通气，而且可以在术中随时监测，避免肺过度扩张产生过高压力导致肺损伤［17］。对ICU肥胖患者的一项回顾性分析发现，跨肺压引导下的肥胖患者PEEP滴定可降低驱动压，从而改善患者氧合功能［18］。在一项腹腔镜机器人手术的研究中，通过食管压力调整PEEP改善了患者氧合及呼吸力学［19］。跨肺压法之前主要应用于ARDS以及ICU患者，目前在临床麻醉中的应用也逐渐开展。上述研究表明，跨肺压引导的PEEP有助于改善全麻患者的氧合，但在胸外科领域仍需要更多研究证实跨肺压法的应用效果以及安全性。

5 EIT法在胸外科手术肺保护通气策略中的应用

EIT是一种新型医学功能影像学成像技术，具有无创、动态、可在床旁实施等优势。胸部阻抗变化的主要决定因素是胸腔内的空气和血液流动，肺内气体增加和血液减少都有助于降低电导率。因此，肺部电阻的大小与含气量呈正相关。EIT可以根据人体在吸气与呼气时肺部导电性的变化，重建肺部组织图像［20］。REINIUS等［21］采用EIT和胸部计算机断层扫描对右肺进行单肺通气、左胸腔人工注入二氧化碳的动物模型进行局部通气和灌注，发现当PEEP不足时通气侧肺的通气/血流比例失衡，且非通气侧肺发生了血流的再分配。LIU等［22］将基于EIT设置的PEEP与固定的5 cmH2O PEEP在高龄胸腔镜手术患者中进行对比，发现基于EIT设置的PEEP能够更好地改善老年胸科手术患者的呼吸力学指标和氧合。使用EIT可以根据多个参数进行PEEP滴定，GIRRBACH等［23］通过PEEP减量滴定实验比较了以EIT为基础的3种参数以及整体动态和静态顺应性共5种方式，发现局部通气延迟指数与基于静态或动态顺应性进行的PEEP滴定的结果较为一致，提示在临床实践中，通过肺顺应性进行PEEP滴定的选择是有利的。但是，与食管测压法类似，EIT目前缺乏规范的临床指标和操作流程，并且数据分析较为复杂，因此阻碍了EIT的临床应用。

综上所述，机械通气是全麻手术中必不可少的组成部分，而机械通气往往伴随着肺实质和肺间质的破坏以及肺泡膜的损伤，胸外科手术中常采用的单肺通气加重了这一损伤，是PPC发生的原因之一。随着肺保护理念的不断进步，PEEP对术中肺容积、气体交换、氧合功能以及患者预后的潜在影响也获得了更多关注。在胸外科手术中，由于采用了较低的潮气量，PEEP被认为是避免肺不张的必要条件。从各种研究来看，胸外科手术中的个体化PEEP往往高于临床上常规设置的数值，并且可以获得更好的氧合以及更优的肺顺应性，但个体化PEEP对于PPC的影响以及远期作用目前还有争议，尚需进一步研究。最佳的PEEP水平需要根据患者的呼吸参数和其他相关的生理变化进行精准的个体化调整，最佳PEEP滴定的方式应该向着对患者损伤最小、对肺保护作用最大的方向发展。目前，尚未有研究明确证明何种方式是最佳的个体化PEEP滴定方式。有研究比较了PV曲线以及顺应性两种方法，认为顺应性滴定的方法在改善呼吸力学方面比PV曲线法更好［24］。YAO等［25］对比了最佳氧合法与顺应性法在老年肺切除术中的应用，发现顺应性法滴定的PEEP值更低、肺动态顺应性更高、中心静脉压更低。另一项研究对比了顺应性法以及EIT法滴定PEEP的临床效果，发现两者确定的PEEP一致性良好，但EIT法滴定的PEEP水平更低，提示EIT法在避免肺不张以及PEEP过高带来肺损伤等方面更有优势［26］。目前PEEP在临床的滴定多使用单一的指标，且多使用顺应性等整体性的指标，故不能完全反映局部肺变化，所以有学者提出不应将顺应性与驱动压作为惟一的指标来设定PEEP［27］。因此，在术中对PEEP的设定可以考虑多个参数的影响，这可能为下一步的研究指明了方向。